智能轴承关键技术及发展趋势 被引量：20

1

作者 朱永生 张盼 +2 位作者 袁倩倩 闫柯 洪军 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期455-462,665,共9页

智能轴承是具有自感知、自决策及自调控功能的轴承单元,是高端轴承发展的主要方向。首先,分析了智能轴承的特点,总结了智能轴承的国内外研究进展和发展动态,认为目前智能轴承技术尚处在初级阶段,自决策和自调控功能尚不成熟;其次,探讨... 智能轴承是具有自感知、自决策及自调控功能的轴承单元,是高端轴承发展的主要方向。首先,分析了智能轴承的特点,总结了智能轴承的国内外研究进展和发展动态,认为目前智能轴承技术尚处在初级阶段,自决策和自调控功能尚不成熟;其次,探讨了智能轴承关键技术,包括传感器技术、自供电/无线供电技术、信号无线传输技术、轴承状态智能评估及智能诊断技术以及轴承状态智能调控技术;最后,讨论了智能轴承系统化、监测信息多样化及智能化的发展趋势。 展开更多

关键词 智能轴承 传感器轴承 状态监测 状态调控

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基于微传感器的智能轴承技术 被引量：14

2

作者 高航 吕青 Robert X.Gao 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第21期1883-1885,共3页

介绍了近年来新发展的基于微传感器的智能轴承技术。根据智能轴承系统的组成 ,该技术主要涉及四个方面的问题 ,即智能轴承机械结构的设计与分析、微传感器的设计与开发、信号采集与传输技术、故障信号的处理与分析技术。分别对智能轴承... 介绍了近年来新发展的基于微传感器的智能轴承技术。根据智能轴承系统的组成 ,该技术主要涉及四个方面的问题 ,即智能轴承机械结构的设计与分析、微传感器的设计与开发、信号采集与传输技术、故障信号的处理与分析技术。分别对智能轴承这四个方面的技术与发展进行了阐述。 展开更多

关键词 智能轴承 微传感器 有限元 信号

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基于嵌入式多参量传感器的智能轴承 被引量：11

3

作者 邵毅敏 涂文兵 +1 位作者 周晓君 葛亮 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第21期2527-2531,共5页

提出了一种新型的基于嵌入式多参量传感器的智能轴承结构。多参量复合传感器包括2个微型振动加速度传感器、2个微型转速传感器和2个微型温度传感器。通过轴承外圈上的槽式结构,将复合传感器与轴承端面进行嵌入式结合,实现对轴承运转过... 提出了一种新型的基于嵌入式多参量传感器的智能轴承结构。多参量复合传感器包括2个微型振动加速度传感器、2个微型转速传感器和2个微型温度传感器。通过轴承外圈上的槽式结构,将复合传感器与轴承端面进行嵌入式结合,实现对轴承运转过程中水平和垂直地面两方向的振动信号、轴承转速信号、内圈(轴)和外圈温度信号的采集。对其原理样机进行了实验验证,验证结果表明,该智能轴承监测参数准确,其参数监测和故障诊断能力较传统的方式更具优越性。 展开更多

关键词 智能轴承 嵌入式传感器 多参量 故障诊断

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智能滚动轴承监测方法与技术研究现状综述 被引量：10

4

作者 陈金海 李伟 +1 位作者 张文远 王恒 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期509-516,共8页

智能轴承是轴承集传感器于一体的结构单元,具有自感知、自诊断、自适应、自调控等特点,是国内外高端轴承的发展方向之一。首先,阐述了智能轴承的概念及关键技术;其次,总结了外挂式智能轴承和嵌入式智能轴承的优缺点,认为嵌入式结构是智... 智能轴承是轴承集传感器于一体的结构单元,具有自感知、自诊断、自适应、自调控等特点,是国内外高端轴承的发展方向之一。首先,阐述了智能轴承的概念及关键技术;其次,总结了外挂式智能轴承和嵌入式智能轴承的优缺点,认为嵌入式结构是智能轴承未来研究的主要方向。根据滚动轴承状态监测与诊断需要,重点介绍了目前智能轴承传感器的应用,如加速度传感器、温度传感器、润滑油质量检测传感器、力矩传感器及薄膜传感器;最后,总结并展望了智能滚动轴承监测技术的发展趋势。 展开更多

关键词 智能轴承 传感器 滚动轴承 状态监测

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智能轴承用薄膜传感器 被引量：8

5

作者 张以忱 刘希东 +1 位作者 巴德纯 高航 《真空》 CAS 北大核心 2003年第6期6-10,共5页

滚动轴承是机械工业的基础元件,波及机械工业各个领域。普通的轴承承受着载荷的实时工作状态很难精确测定。基于微机电的薄膜传感器智能轴承技术,能实现轴承的实时在线自诊断,防止轴承失效及其引起的机器失效。本文介绍了基于微机电薄... 滚动轴承是机械工业的基础元件,波及机械工业各个领域。普通的轴承承受着载荷的实时工作状态很难精确测定。基于微机电的薄膜传感器智能轴承技术,能实现轴承的实时在线自诊断,防止轴承失效及其引起的机器失效。本文介绍了基于微机电薄膜传感器的智能轴承的结构及组成,着重探讨了应用于智能轴承的薄膜传感器的特点、种类、安装形式,并指出智能轴承用薄膜传感器制备的关键技术问题。 展开更多

关键词 智能轴承 薄膜传感器 滚动轴承 轴承失效 故障诊断

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基于嵌入式传感器的智能轴承结构分析 被引量：8

6

作者 刘浩 杨拥民 陈仲生 《兵工自动化》 2006年第6期43-45,共3页

基于嵌入式传感器的智能轴承的有限元模型,应用Stribeck和赫兹接触理论建立。用SolidWork绘制轴承外圈结构图,并以Solid185单元类型划分网格。对轴承进行ANSYS有限元分析时,拟合接触面的加载,得出槽的尺寸对轴承最大变形和应力的影响关... 基于嵌入式传感器的智能轴承的有限元模型,应用Stribeck和赫兹接触理论建立。用SolidWork绘制轴承外圈结构图,并以Solid185单元类型划分网格。对轴承进行ANSYS有限元分析时,拟合接触面的加载,得出槽的尺寸对轴承最大变形和应力的影响关系。该方法经仿真,为智能轴承的结构设计提供了有效的理论依据。 展开更多

关键词 智能轴承 结构分析 变形 应力 ANSYS

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带有集成传感器的轴承单元 被引量：5

7

作者 杜迎辉 程俊景 《轴承》 北大核心 2002年第5期39-40,共2页

传感轴承亦称智能轴承 ,是把具有某些功能的传感器与轴承结合为一体结构单元。它除支承转轴外还可测量两套圈的相对运动 ,传感记录旋转速度与方向 ,从这些数据可获得角速度及转速。附表 1个 ,图

关键词 智能轴承 深沟球轴承 集成传感器 轴承单元 结构 工作原理

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基于Transformer的智能轴承声-振融合故障诊断 被引量：3

8

作者 林昙涛 牛青波 +2 位作者 马天旭 王强 朱永生 《轴承》 北大核心 2023年第2期67-73,共7页

针对单一信源(振动或声音)轴承故障诊断方法所蕴含信息不全面的问题,开展了具有多源传感器集成的智能轴承的声-振融合故障诊断研究,引入Transformer架构作为声-振融合诊断模型的基本模式以加强信号的时序特征提取能力,利用交叉自注意力... 针对单一信源(振动或声音)轴承故障诊断方法所蕴含信息不全面的问题,开展了具有多源传感器集成的智能轴承的声-振融合故障诊断研究,引入Transformer架构作为声-振融合诊断模型的基本模式以加强信号的时序特征提取能力,利用交叉自注意力机制使声音信号与振动信号在特征提取过程中交互与融合,从而实现端到端的智能轴承故障诊断。搭建智能轴承试验台采集声音与振动数据进行验证的结果表明,基于Transformer的智能轴承声-振融合故障诊断方法相对于单独使用声音、振动的方法以及基线Transformer方法,诊断性能均有提升。 展开更多

关键词 滚动轴承 智能轴承 故障诊断 声发射信号 振动 TRANSFORMER

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智能滚动轴承内圈温度监测系统研究 被引量：7

9

作者 陈金海 张文远 +1 位作者 罗梦婷 王恒 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第10期103-108,共6页

温度是衡量滚动轴承服役状态的重要指标,实现内圈温度在线监测对轴承状态监测与早期故障诊断具有重要意义。目前滚动轴承内圈温度的有效监测是一个难点,智能轴承概念的提出为解决该问题提供了一种可行的思路,提出了一种轴承外圈径向开... 温度是衡量滚动轴承服役状态的重要指标,实现内圈温度在线监测对轴承状态监测与早期故障诊断具有重要意义。目前滚动轴承内圈温度的有效监测是一个难点,智能轴承概念的提出为解决该问题提供了一种可行的思路,提出了一种轴承外圈径向开槽的新型智能轴承结构,以实现对内圈温度的监测。首先,基于Stribeck理论对轴承外圈径向开槽,并结合有限元仿真模型,分析了开槽尺寸对智能轴承承载能力的影响;其次,选择合适的温度传感器与轴承本体结合,并设计了智能轴承温度监测系统;最后,以6220深沟球轴承为对象开展了智能轴承寿命实验研究,采集了智能轴承内圈温度信号。结果表明,智能轴承与普通轴承寿命相差不大,验证了所提智能轴承结构的合理性;与外圈温度与振动信号相比,内圈温度对轴承服役状态的变化更为敏感,为滚动轴承早期异常检测提供了新方法。 展开更多

关键词 智能轴承 内圈温度 径向开槽 传感器

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基于智能滚子的轴承接触载荷测量方法

10

作者 陈小龙 仲志丹 +2 位作者 李云峰 刘明辉 李畅 《轴承》 北大核心 2024年第10期18-25,共8页

针对三排圆柱滚子轴承接触载荷难以测量的问题,在有限元仿真和谐波分析的基础上提出了接触载荷连续测量方法并设计了用于测量轴承接触载荷的智能滚子。以某型号盾构机主轴承为例,首先根据接触载荷连续测量方法设计了相应的载荷传感器以... 针对三排圆柱滚子轴承接触载荷难以测量的问题,在有限元仿真和谐波分析的基础上提出了接触载荷连续测量方法并设计了用于测量轴承接触载荷的智能滚子。以某型号盾构机主轴承为例,首先根据接触载荷连续测量方法设计了相应的载荷传感器以及智能滚子,然后通过虚拟组桥仿真分析了接触载荷连续测量方法消除滚子自转角度对载荷测量影响的能力,最后通过标定试验获取载荷传感器输出与接触载荷间的线性关系进而实现接触载荷测量。结果表明:智能滚子内孔壁上的环向应变是关于滚子自转角度的具有谐波性的函数;设计的载荷传感器可以较好地消除滚子自转对载荷测量的影响,能够实现轴承接触载荷的连续测量。 展开更多

关键词 滚动轴承 圆柱滚子轴承 智能轴承 传感器 仿真 谐波分析 接触应力

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智能轴承传感器的测试装置研究

11

作者 闫鸣旭 于东民 +1 位作者 陈鹏 张凯 《中国仪器仪表》 2024年第9期55-59,共5页

轴承是回转支撑单元的核心零部件,被誉为回转支撑系统的“心脏”,广泛应用于航空航天、高铁与汽车轮毂、大型转子及精密机床等各个领域,其发展水平的高低往往代表或制约着一个国家机械工业和其他相关产业的发展水平[1]。智能化是现代工... 轴承是回转支撑单元的核心零部件,被誉为回转支撑系统的“心脏”,广泛应用于航空航天、高铁与汽车轮毂、大型转子及精密机床等各个领域,其发展水平的高低往往代表或制约着一个国家机械工业和其他相关产业的发展水平[1]。智能化是现代工业的发展趋势,智能技术已引起各个国家的高度重视,在此大背景下高端轴承的发展必然离不开智能化趋势,智能轴承应运而生[2]。在智能轴承的研发过程中,需要反复测试,完善产品,因此需要一款装置来对智能轴承系统所测量的加速度、温度、转速等参数的准确性进行验证。 展开更多

关键词 智能轴承 测试装置 智能化趋势

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嵌入式智能轴承信息感知测点优化方法 被引量：1

12

作者 肖嘉伟 张艺超 +2 位作者 陈市 丁晓喜 邵毅敏 《轴承》 北大核心 2023年第2期12-18,共7页

针对智能轴承结构和感知单元集成中信息感知测点综合最优选取困难的问题,提出了嵌入式智能轴承信息感知测点优化方法。以角接触球轴承为嵌入式智能轴承的轴承本体结构,结合有限元分析研究了考虑3种载荷下轴承外圈开槽前后不同测点的应... 针对智能轴承结构和感知单元集成中信息感知测点综合最优选取困难的问题,提出了嵌入式智能轴承信息感知测点优化方法。以角接触球轴承为嵌入式智能轴承的轴承本体结构,结合有限元分析研究了考虑3种载荷下轴承外圈开槽前后不同测点的应力和变形信息响应分布及影响,并基于轴承温度建模理论计算了轴承不同感知测点的温度分布。考虑开槽对轴承变形的影响,提出了一种基于主成分分析的嵌入式智能轴承感知测点最优选择方法。研究结果表明,通过应力、变形和温度信息的评估分析,可实现嵌入式轴承集成感知的最优嵌入测点选择。 展开更多

关键词 滚动轴承 角接触球轴承 智能轴承 测点 结构强度 温度分布 主成分分析

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嵌入式智能轴承结构分析与振动监测系统设计 被引量：4

13

作者 张文远 陈金海 +1 位作者 花国然 王恒 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1293-1299,共7页

嵌入式智能轴承是轴承集传感器于一体的具有自感知、自诊断、自适应、自调控等特点的结构单元,是国内外高端轴承的发展方向之一。基于Ioannides⁃Harris理论,分析了滚动轴承工作时的载荷分布。结合有限元仿真模型,分析了外圈开槽对轴承... 嵌入式智能轴承是轴承集传感器于一体的具有自感知、自诊断、自适应、自调控等特点的结构单元,是国内外高端轴承的发展方向之一。基于Ioannides⁃Harris理论,分析了滚动轴承工作时的载荷分布。结合有限元仿真模型,分析了外圈开槽对轴承可靠度的影响,确定了滚动轴承外圈径向开槽结构。根据理论分析与数值仿真,选择振动传感器与轴承本体有机结合,设计了嵌入式轴承振动监测系统,并利用轴承寿命试验机开展了轴承全寿命实验,采集了不同结构的智能轴承振动信号。实验结果表明,智能轴承振动信号幅值高于传统轴承座监测方式,能有效监测轴承的运行状态;与轴向开槽结构相比,所提智能轴承寿命与普通轴承寿命相差不大,为滚动轴承状态监测与故障诊断提供了新的方法。 展开更多

关键词 智能轴承 振动监测 径向开槽 可靠度

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新型智能轴承的结构与监测能力分析 被引量：5

14

作者 邵毅敏 涂文兵 叶军 《轴承》 北大核心 2012年第5期27-31,共5页

针对智能轴承结构设计的问题,分析了凸缘与凹槽的几何参数对轴承变形和应力分布的影响,并通过智能轴承故障的动力学模拟仿真,研究了智能轴承与传统监测方法在振动感知方面的差异。经智能轴承原理样机的实际监测运行,检验验证了新型智能... 针对智能轴承结构设计的问题,分析了凸缘与凹槽的几何参数对轴承变形和应力分布的影响,并通过智能轴承故障的动力学模拟仿真,研究了智能轴承与传统监测方法在振动感知方面的差异。经智能轴承原理样机的实际监测运行,检验验证了新型智能轴承的有效性和故障监测能力。 展开更多

关键词 智能轴承 复合传感器 结构分析 故障监测

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具备温度感知的船用智能水润滑尾轴承设计及性能验证 被引量：3

15

作者 薛恩驰 郭智威 袁成清 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第14期1639-1645,共7页

提出了一种船用智能水润滑尾轴承的创新设计方法,以此辅助船舶尾轴系统在苛刻环境下的运行状态监测与性能预测。基于微型嵌入式自供电监测系统和水润滑轴承结构与材料设计,实时采集与分析船舶航行中水润滑轴承的关键性能参数,实现其运... 提出了一种船用智能水润滑尾轴承的创新设计方法,以此辅助船舶尾轴系统在苛刻环境下的运行状态监测与性能预测。基于微型嵌入式自供电监测系统和水润滑轴承结构与材料设计,实时采集与分析船舶航行中水润滑轴承的关键性能参数,实现其运行状态辨识、评估与寿命预测。以苛刻工况下轴承内部温度变化特性及其表征为例,利用CBZ-1摩擦磨损试验机进行智能水润滑尾轴承设计方案的可行性验证。试验结果表明,轴承内部温度可以很好地反映其润滑与工作状态,常温水润滑条件下,其初期升温速度为0.1~0.4℃/min、末期升温速度为0~0.01℃/min、平稳运行时温度为29~33℃,而在干摩擦条件下,以上三项数据分别为0.6~1.4℃/min、0.03~0.25℃/min、36~45℃。不同润滑状态下的巨大差异使得通过温度判断轴承润滑状态成为可能,温度监测的实现将大大提高水润滑轴承的可靠性。 展开更多

关键词 水润滑尾轴承 智能轴承 嵌入式传感器 温度监测

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面向智能轴承自供电系统的压电-摩擦复合式振动能量采集器

16

作者 罗梦婷 郑薛亮 +1 位作者 姚兆琦 王恒 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期173-182,共10页

针对智能轴承外圈径向开槽结构中以电池供能的状态监测设备存在应用场合受限的问题,提出了一种适用于智能轴承自供电系统的压电-摩擦复合式振动能量采集器。该能量采集器以带双质量块的三角形单晶压电悬臂梁为基础,在悬臂梁的振动方向... 针对智能轴承外圈径向开槽结构中以电池供能的状态监测设备存在应用场合受限的问题,提出了一种适用于智能轴承自供电系统的压电-摩擦复合式振动能量采集器。该能量采集器以带双质量块的三角形单晶压电悬臂梁为基础,在悬臂梁的振动方向上有机集成兼具限位功能的摩擦纳米发电机,实现了振动和限位碰撞过程中压电-摩擦电两种模式的复合协同发电,有效利用了空间并提高了输出性能。同时,利用集中参数法建立了能量采集器的机电耦合动力学模型,通过COMSOL软件分析了不同结构与尺寸对压电悬臂梁固有频率和输出电压的影响,并通过试验验证机电耦合动力学模型与仿真分析的准确性。试验结果表明:所提能量采集器能够在0~28.2 m/s^(2)的智能轴承正常工作振动加速度范围内有效工作;在加速度为2 m/s^(2)时,该采集器的压电和摩擦电单元开路输出电压最大峰峰值分别可达1.28 V和1.05 V;在加速度为20 m/s^(2)时,该采集器的压电和摩擦电单元开路输出电压最大峰峰值分别可达2.85 V和1.18 V。 展开更多

关键词 智能轴承 自供电 压电-摩擦复合 振动能量采集

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电流变智能轴承挤压性能分析 被引量：2

17

作者 吴承伟 陈浩然 李勇 《计算力学学报》 CAS CSCD 1998年第1期86-91,共6页

电流变流体的流变性质可以通过调节外加电场（或电压）来控制，且响应时间极短，为此可用来制成电流变智能轴承。这种轴承的优点是可由计算机来监控轴承的工作状态，并根据其工作条件的变化来控制电压高低，从而改变轴承的性能，以适应... 电流变流体的流变性质可以通过调节外加电场（或电压）来控制，且响应时间极短，为此可用来制成电流变智能轴承。这种轴承的优点是可由计算机来监控轴承的工作状态，并根据其工作条件的变化来控制电压高低，从而改变轴承的性能，以适应外界环境。本文采用作者提出的以二次规划法为基础的双线性流变有限元法分析了电流变智能轴承的恒载径向挤压特性，给出了在不同外界电压下的轴承油膜沉降速度和时间曲线，通过数值讨论，证明电流变轴承具有很强的油膜保持能力的优点。 展开更多

关键词 有限元 电流变流体 智能轴承 挤压膜 油膜沉降

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基于光纤传感的水润滑轴承力学状态监测系统研究 被引量：2

18

作者 俞晓丰 帅长庚 +1 位作者 杨雪 胡晓阳 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2021年第4期32-37,共6页

为监测船舶水润滑轴承力学状态,在水润滑轴承橡胶轴瓦中植入光纤光栅传感器,并对布拉格光纤光栅的应变检测原理和应变传递特性进行分析,设计了橡胶轴瓦植入光纤光栅传感器的封装结构及水润滑轴承监测系统。受力试验表明:该监测系统满足... 为监测船舶水润滑轴承力学状态,在水润滑轴承橡胶轴瓦中植入光纤光栅传感器,并对布拉格光纤光栅的应变检测原理和应变传递特性进行分析,设计了橡胶轴瓦植入光纤光栅传感器的封装结构及水润滑轴承监测系统。受力试验表明:该监测系统满足轴承动载荷在线监测评估需要,可用于水润滑轴承的动载荷特征识别及轴承的智能化设计。 展开更多

关键词 水润滑轴承 光纤传感 力学状态监测 智能轴承

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基于光纤光栅的水润滑轴承磨损监测系统设计及研究 被引量：1

19

作者 俞晓丰 帅长庚 +1 位作者 杨雪 胡晓阳 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期566-573,共8页

为了对船舶水润滑轴承磨损状态进行监测,对均匀光纤布拉格光栅和线性啁啾光纤布拉格光栅的光谱特性和磨损特点进行分析,设计了橡胶轴瓦植入光纤光栅传感器的封装结构及磨损监测仪。试验表明:监测系统满足轴承在线实时磨损监测需要,可为... 为了对船舶水润滑轴承磨损状态进行监测,对均匀光纤布拉格光栅和线性啁啾光纤布拉格光栅的光谱特性和磨损特点进行分析,设计了橡胶轴瓦植入光纤光栅传感器的封装结构及磨损监测仪。试验表明:监测系统满足轴承在线实时磨损监测需要,可为智能橡胶轴承的研制及船舶运行健康监测提供新方法。 展开更多

关键词 水润滑轴承 光纤光栅 磨损监测 智能轴承

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嵌入式智能滑动轴承研究 被引量：2

20

作者 任达千 张耀 +1 位作者 张伟中 赵光良 《轻工机械》 CAS 2015年第6期88-91,共4页

针对目前的滑动轴承状态监测系统传感器在现场安装位置受限,离信号源头较远,不容易获得可靠的状态信息,文章提出一种新型的智能轴承结构,在滑动轴承上嵌入温度、转速、振动等传感器,并在DSP上实时处理轴承的工作状态信息。嵌入式的智能... 针对目前的滑动轴承状态监测系统传感器在现场安装位置受限,离信号源头较远,不容易获得可靠的状态信息,文章提出一种新型的智能轴承结构,在滑动轴承上嵌入温度、转速、振动等传感器,并在DSP上实时处理轴承的工作状态信息。嵌入式的智能传感器安装在轴承外圈,更接近于信号的源头,因此智能轴承的传感器能获得比滑动轴承更准确的状态信息,因DSP信号处理部件与传感器紧密配合,在实时处理信号方面更有优势。经实验验证,智能轴承比传统的轴承状态检测系统更能有效地提取状态信息和故障诊断信息。 展开更多

关键词 智能轴承 滑动轴承 嵌入式系统 故障诊断

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